ברייני הוא סקסי: פרופסור לסקולטק ומומחית למזג האוויר בחלל, טטיאנה פודלדצ'יקובה, מדוע המדע אופנתי

טטיאנה פודלדצ'יקובה היא מרצה בכירה במרכז החלל של מכון סקולקובו למדע וטכנולוגיה, מועמדת למדעים טכניים וחתנית המדליה הבינלאומית של אלכסנדר צ'יז'בסקי במזג האוויר בחלל ובאקלים בחלל. מזג האוויר בחלל ואקלים החלל הם נישה צרה למדי, ולכן אין בה כל כך הרבה מומחים אמיתיים. טטיאנה היא אחת מהן. עם זאת, היא אינה מגבילה את פעילותה למחקר והוראה ובכלל אינה דומה לתדמית של מדען מודרני, שהוצגה בפנינו על ידי תיאוריית המפץ הגדול. שוחחנו איתה על הסיבה שמזג האוויר בחלל צריך לדאוג לא רק למומחים הממוקדים בצמצום וכיצד המדע הופך לאופנתי.

על דרכו למדע

בתחילת הדרך קשה להבין מה מניע אותך. קיבלתי השראה רבה מסיפורן של שתי חלליות וויאג'ר ששוגרו לחלל בשנות ה -70 במטרה לחקור את מערכת השמש שמעבר לה. במקרה של פגישה עם חיים אינטליגנטים אי שם בחלל, הונחה על הלוויינים לוח מידע מכוסה בזהב כדי להגן עליהם מפני אבק קוסמי. כתוב "שלום, אני מברך אותך" ב -55 שפות, כולל רוסית. יש גם הקלטות של מוסיקה מאת באך, בטהובן, סטרווינסקי, צ'אק ברי וצילומים רבים: כדור הארץ, השמש, אנשים, מבני DNA וכו '. לראשונה בהיסטוריה האנושית חצו לוויינים את גבול ההליוספירה - הליופאוזה. זהו האזור אליו מגיעה השמש עם זרועותיה. רוח השמש, זרם רציף של חלקיקים טעונים מהשמש, כבר לא מתפשטת מעבר לגבול זה. לראשונה לוויןשנוצרו בידיים אנושיות, נגעו במשהו שאינו שייך למערכת השמש שלנו, התנגש ברוח הבין כוכבית. זו אחת ממשימות החלל הגדולות בהיסטוריה האנושית, כוחה ואומץ המחשבה האנושית.

המסע שלי התחיל עם השמש, כאשר התבקשתי בטעות לחזות את עוצמת מחזור הפעילות השמש-עשרה שנים, וכן לפתח שיטה לחיזוי סופות גיאומגנטיות. התוצאה היא שני שירותי מזג אוויר חלליים חדשים שפועלים בזמן אמת מעל 10 שנים. הסקרנות אינהרנטית באדם ובכל היצורים החיים, מה שגורם לו להמשיך רחוק יותר. ידע חדש מעורר השראה, מביא כוח ויופי. במחקר מדעי, חשוב מאוד לזכור על יופי. ואני מתרגש עמוקות והשראת היופי שבאובייקט המחקר שלנו - השמש.

על עבודה בסקולטק

בכל שנייה, השמש ממירה 600 מיליון טון מימן להליום. ברגע זה, השמש ממירה 4 מיליון טונות של חומר לאנרגיה! אנרגיה זו היא המקור העיקרי לאור, לחום ולחיים נוחים על פני כדור הארץ. אך יחד עם זאת, השמש מהווה מקור לפליטות חזקות הגורמות להפרעות חזקות בכדור הארץ ובחלל הקרוב לכדור הארץ. ותפקידנו ללמוד את מצב הרוח של השמש, כיצד מועבר מצב רוח זה לכדור הארץ וכיצד להגן על החברה והטכנולוגיה שלנו בחלל ובכדור הארץ מפני הסכנות שבמזג האוויר בחלל.

מזג אוויר בחלל הוא מדע יישומי חדש. זה דורש מעקב מתמיד אחר פעילות השמש והחלל החיצון והוא מכוון לפיתוח שירותים מבצעיים. עם זאת, יש לנו דרך ארוכה לעבור לפני שנוכל להבין היטב את המתרחש על השמש ולהבין את כל הדקויות של האינטראקציה בין השמש לכדור הארץ. לכן, בסקולטק אנו לא רק מפתחים שירותי מזג אוויר חדשים בחלל, אלא גם בוחנים מדוע יש התלקחויות על השמש, כיצד אנו מאוימים מפליטת שמש חזקה ועננים מגנטיים, לאן נושבת רוח השמש, מדוע מתרחשות סופות גיאומגנטיות.

על יום פרופסור רגיל

אז יש הרבה שאלות לפתור הפרופסור. לענות על שאלות אדמיניסטרטיביות נכנסות, לצחוק מהרי התיעוד והדוחות, לתקשר עם התלמידים, לתת כמה הוראות בעלות ערך, לספק תמיכה מוסרית, לתקן כמה טקסטים. ערכו כמה פגישות, הרצאות והתייעצויות. דחף בעדינות סטודנטים וסטודנטים לתארים מתקדמים לקחת את תעודותיהם ברצינות רבה יותר, דחף אותם באופן עקבי יותר ומחמיר תוך מספר שעות. שוחח עם עמיתים על קמפיין תצפית סולארית חדש ושיחת ועידה הקרובה. זכור שהתגעגעת לארוחת הצהריים. ורק בערב לשבת ברוגע כדי לעסוק במשימות, במאמרים המדעיים שלהם וליהנות במלוא הידע המועט שהטבע מאפשר לנו לגלות. מנוחה, כמובן, היא תענוג לבלות באוויר הצח ובחברת חברים.דנו על אירועים ושמחות נעימות.

למה כדאי ללמוד מזג אוויר בחלל

למזג האוויר בחלל יש השפעה ישירה על מערכות טכנולוגיות ועל בני אדם בחלל ועל כדור הארץ. עם ההתפתחות המהירה של הטכנולוגיה, השפעה זו תגדל בהתמדה. בשנת 1859, בגלל אירועים על השמש, התרחשה אחת הסופות הגיאומגנטיות החזקות ביותר בכל היסטוריית התצפית. בצפון אמריקה ובאירופה הטלגרף הושבת, ובימים ההם הוא היה אמצעי התקשורת העיקרי לביצוע קשרים עסקיים ואישיים. אם אירוע כזה מתרחש היום, אז מכשירים מודרניים אינם מוגנים בשום צורה שהיא. אנו נמצא את עצמנו ללא חשמל, טלוויזיה, אינטרנט, תקשורת רדיו. ובדיוק ביולי 2012 התרחשה שחרור אנרגיה על השמש, בהשוואה לאירוע במאה ה -19, אבל היה לנו מזל כי פליטות אלה לא נגעו בכדור הארץ. לדברי מומחים,הנזק מאירוע כה קיצוני עשוי להסתכם בכמה טריליון דולרים וייקח עד 10 שנים להחזיר תשתיות וכלכלה.

בשנת 1989, סערה גיאומגנטית חזקה עקב אירועים פעילים על השמש הובילה להפסקת חשמל בקוויבק, כמעט יום ללא תקשורת חום, אור ורדיו היו 6 מיליון איש. ההפסדים הכספיים הסתכמו בכ -300 מיליון דולר. ובאוקטובר ונובמבר 2003, סופות גיאומגנטיות חזקות הובילו לכשל כמעט מיידי של תקשורת רדיו ברחבי העולם, כישלון GPS וטלוויזיה, וניתוק התקשורת הסלולרית בחלק ממדינות העולם.

בעתיד הקרוב, ציוד, רובוטים ואנשים ייצאו לחלל, לירח וקצת אחר כך לכוכבי לכת אחרים, לאסטרואידים ובחזרה. חקר החלל המדהים הזה חייב להיות בטוח. עלינו להגן על הטכנולוגיה ועל האנשים שלנו מפני סופות חלל ותנאים קיצוניים, שלא הטכנולוגיה וגם אנחנו לא מוגנים בחלל. לא מוגנים כמו גם על כדור הארץ, אם כי על כדור הארץ אנחנו לא תמיד מוגנים, במיוחד טכנולוגיה ואמצעי תקשורת. ידע מדויק במזג האוויר בחלל יבטיח את בטיחותם של בני אדם וטכנולוגיה בחלל הקרוב, במערכת השמש ובכדור הארץ. רב חובל טוב לא יוציא את ספינתו לים בזמן סערה!

במדינות רבות מזג האוויר בחלל כלול בתוכנית הלאומית לניהול סיכוני אסון. המשתמשים העיקריים בשירותי מזג האוויר בחלל הם מפתחי לווינים ומפעילי לוויין, ארגונים הקשורים לתיירות חלל ונסיעות חלל אנושיות, חברות ביטוח חלל, חברות תעופה, מפעילי תחנות כוח וצינורות, מדענים ומהנדסים.

לוויינים כבר מבוססים היטב בחיי היומיום שלנו ומשמשים באופן נרחב לתקשורת, ניווט, תצפית כדור הארץ, ניטור מזג אוויר ואקלים ומשימות אחרות. עכשיו יותר מ 4000 אלף לוויינים טסים סביב כדור הארץ. במהלך אירועים פעילים חזקים על השמש, אלפי לוויינים עלולים להיכשל; הפצצת חלקיקים חזקים אוכלת ומשמידה את האיברים האלקטרוניים של הלוויין. לכן, במהלך פעילות סולארית מוגברת, ניתן להכניס לוויינים למצב המתנה, לכבות ציוד רגיש ולעצור כל תמרון לוויני. אחרי הכל, אובדן והפעלה מחדש של לוויין הוא תקציב של מיליארד דולר.

אירועים פעילים על השמש יכולים להוביל לחימום האטמוספירה העליונה של כדור הארץ, גודלה גדל, מתנפח, וכתוצאה מכך לוויינים מאטים, יוצאים מהמסלול או אפילו נופלים. בשיא הפעילות הסולארית ניתן לבצע תמרונים כל 2-3 שבועות לתמיכה במסלולי הלוויינים. כאשר לוויין עוזב מסלול ונתקל בפסולת חלל, אפילו חלקיק קטן, פחות מ -1 ס"מ, שעף במהירות רבה, יכול להתנהג כמו פצצה כאשר הוא מתנגש בחללית.

מאז שיגור הלוויין הראשון לחלל בשנת 1957 הוצבו במסלול סביב כדור הארץ, השמש וגופים שמימיים אחרים יותר מ- 41,500 טונות של חפצים מלאכותיים. מאז, רוב האובייקטים - גופי רקטות, גושים גדולים של פסולת חלל - חזרו לאטמוספירה של כדור הארץ בצורה בלתי מבוקרת. זה מסכן אנשים ותשתיות בכדור הארץ. לכן, נכון לעכשיו, מתבצעת עבודה לחיזוי פעילות השמש כדי לאמוד את זמן החזרת החלליות לכדור הארץ, התאמת מסלולי לוויין, הימנעות מהתנגשויות והדמיית פסולת חלל.

כמו כן, במהלך אירועים סולאריים פעילים, עלולות להתרחש הפרעות בתקשורת, ניתן לטעות באות הניווט מאות מטרים או אפילו להתעוור. לדוגמא, ב -4 בנובמבר 2015, התלקחות סולרית גרמה להפסקת תנועת האוויר בשבדיה עקב שיבוש תקשורת הרדיו ומערכות הרדאר. וב -10 בספטמבר 2017, השמש חוותה את אחת מתלקחי השמש החזקים ביותר ב -12 השנים האחרונות. האסטרונאוטים על סיפונה של ה- ISS נאלצו ללכת למקלט מיוחד על סיפון התחנה, שבו יש יותר אלקטרוניקה וקירות עבים יותר. בתנאים של פעילות סולארית גבוהה, המסלול עשוי להשתנות, או הטיסה עלולה להתבטל, במיוחד אם מדובר בטיסות בקווי רוחב גבוהים, לאזורי הקוטב. במהלך התלקחות סולארית, אדם יכול לקבל מנת קרינה של יותר מ -100 בדיקות פלואורוגרפיות.אך התפרצויות כה חזקות מתרחשות לעיתים נדירות למדי, אולי אחת ל -11 שנים.

הפרעות של השדה המגנטי של כדור הארץ במהלך סופות מגנטיות גורמות לזרמים חשמליים בכל מערכות המוליכות הארוכות. כמו כן, ההשפעה על מערכות החשמל יכולה להיות חמורה מאוד. זרמים המושרים גיאוגרפית זורמים לתחנות ההארקה ומבפנים הורסים את התשתית כולה, כתוצאה מכך שנאים נשרפים - זה היה המקרה בקוויבק בשנת 1989. בצנרת, ההגנה מפני קורוזיה נשברת, הם מחלידים ונכשלים. בדרך כלל צינורות משרתים במשך 15 שנים, אך לאחר 3 שנים מופיעים כתמי קורוזיה, הזרם מפר את ההגנה נגד קורוזיה. ברכבת, רמזורים ירוקים יכולים לעבור באופן ספונטני לאדום. כתוצאה מכך, כל הרכבות עוצרות. בשנת 1972, אירועים פעילים על השמש הובילו לפיצוץ ספונטני של מוקשי ים מול חופי וייטנאם. המכרות הגיבו לשינוי הפתאומי בשדה המגנטי של כדור הארץ,כאילו על ספינות המפליגות בקרבת מקום.

בכדור הארץ אנו מוגנים באופן אמין על ידי השדה המגנטי של כדור הארץ. אדם מבלה כ -20% מחייו בסופות גיאומגנטיות. אנחנו לא חושבים על זה. בפעילות סולארית מקסימאלית, עלולות להיות כ- 50 סופות בשנה. מערכת השמש-כדור הארץ נמצאת בשיווי משקל, וכל החיים על פני כדור הארץ הסתגלו לתנאים אלה. עבור אנשים בריאים זה לא מפחיד. עם זאת, התגובה אצל אנשים עם בעיות בריאות והתאקלמות חלשה יותר עשויה להיות שונה. מספר שיחות האמבולנס יכול לעלות ב -20% במהלך פעילות גיאומגנטית מוגברת.

על שאיפות מקצועיות

בעולם שלנו יש אקוסטיקה טובה, ורעיונות גדולים רבים לא יכולים להגיע לאדם אחד, אלא למספר חוקרים בבת אחת. כולם מכירים את סיפור המצאת הנורה. כן, כמובן, אני רוצה לגלות גילוי נהדר או לפתור בעיה חשובה, אך לא על מנת להפגין עליונות, אלא על מנת למצוא תשובה להיטיב את חיינו. והדחף והסקרנות האלה שמדחפים אותך קדימה כל יום אינם שאיפה. זהו דחף מניע שמעורר השראה לחפש, לטעות, ללמוד, לשקף ולפתור. הצלחה אמיתית היא כאשר אנו יכולים להשיג ידע שימושי חדש המוביל להבנת מהות התופעות הנצפות, שליטה וחיזוי התפתחויות עתידיות, כמו גם החלטות מהימנות על בסיס התוצאות שהתקבלו. הייתי משווה את זה לטיפוס הרים.מדוע מטפס עולה בעלייה? מהיכן הוא קיבל עוצמה כה ורצון לידע? מאיפה הוא צמא את הצורך לראות את הלא נודע? למרות הסיכונים והסכנות, זה עדיין הולך. וחשוב מאוד לשמור על המומנטום הזה בדרך.

איך לעניין את הדור הצעיר במדע

הדבר החשוב ביותר הוא לעורר השראה. כל מה שקיים בעולמנו, על פי אפלטון, מתחיל ברעיון. אפלטון דן גם בפוטנציאל של החברה לייצר וליישם רעיונות אלה. טבעי שאדם יתפתח, אדם תמיד יימשך לאזורים לא ידועים, הן במרחב הקוסמי החיצוני והן במרחב האינטלקטואלי הפנימי. אני חושב שלחברה שלנו יש פוטנציאל עצום ליצור רעיונות ראויים ומעניינים. חשוב לשמור, לפתח ולהכין משמרת מתאימה שתעשה הכל עוד יותר טוב. אף על פי כן, עבודה מדעית היא עבודה רבה. ומי שמתחיל לעשות מדע צריך באמת לאהוב את מה שהוא עושה.

האם מדע אופנתי?

המדע קיים בחיינו כל יום, במחשבותינו ובמעשינו. הדרך בה אנו חיים היא תוצאה של התפתחות המדע. כשאתה מדליק את האורות בבית שלך, אתה אפילו לא חושב על העובדה שפעם שנים רבות הוקדשו לפיתוח חשמל. חשמל, אינטרנט, רפואה, טלפון, מכונית, מטוסים, סרטים - כל אלה הם תוצאות של תגליות מדעיות.

כן, המדע מתחיל להיות אופנתי. כיום פופולרי ליצור אמנות בעזרת המדע, לתפור בגדים מסוגי בד חדשים. חלום החלל החיצון, החלום להיות אסטרונאוט, לטוס למאדים, חוזר שוב למוחם של האזרחים. כל שלב הבא במדע הופך את חיינו לטובים יותר. לדוגמא, מצלמה דיגיטלית הגיעה לחיי היומיום שלנו מטכנולוגיית החלל, כאשר היה צורך ללמוד כיצד לצלם בחלל באמצעות טלסקופים.

פופולריזציה של המדע

אדם סקרן מסוגל לשאול את עצמו שאלות ולחפש תשובות להן. תגליות במדע נותנות תנופה למחשבה האנושית. הקטר נתן השראה לציירים ולמוזיקאים, התיאוריה של דרווין גרמה לחקר הגנטיקה, חלומותיו של קונסטנטין ציולקובסקי הובילו ליצירת מנוע סילון, מעופו של יורי גגארין לחלל ותחילת עידן החלל.

לכן, יש צורך לעסוק בפופולריזציה של המדע. אך לא כל כך קל לעשות זאת ביעילות. ז'ורז 'סנד, סופר צרפתי, אמר כי "הפשטות היא הדבר הקשה ביותר בעולם."

פשטות, נגישות והומור הם כלים המשפיעים על עולמנו, ומשפיעים לטובה, והופכים את עולמנו למאושר יותר. אבל זה יכול לקחת הרבה זמן להבין ולגלות דברים פשוטים. לדוגמא, מחזור סולארי בן 11 שנים. בציוויליזציה האירופית, עם המצאת הטלסקופ, גלילאו ואסטרונומים אחרים במאה ה -17 הבחינו שיש כתמים על השמש. עם זאת, המחזוריות של אחת עשרה שנים של פעילות השמש התגלתה רק במאה ה -19, ואז במקרה, הודות לרוקח מגרמניה, היינריך שוובה. הוא חיבב אסטרונומיה ובעזרת טלסקופ חובבני ביקש למצוא כוכב לכת מינורי היפותטי בתוך מסלולו של מרקורי. הוא מעולם לא מצא את כדור הארץ, אך בזכות תצפיות שיטתיות הוא גילה את מחזורי הפעילות הסולארית. 250 שנה הם ארוכים מספיק כדי לגלות מערכת יחסים כה פשוטה,שדורש תצפיות שיטתיות בלבד. וכל סערה שתשתולל, אני מאחל לכולכם מזג אוויר חלל טוב!